文帝后元七年（公元前157年）六月丁未日出生，七月，王夫人言梦红日入怀，生刘彻于长安未央宫猗兰殿，讳彻，字通。汉景帝第十子。

景帝前元四年（公元前153年）四月，汉景帝立庶长子、栗姬子刘荣为太子，史称“栗太子”；同日，封刘彻为胶东王，刘彻时年四岁。

景帝前元七年（公元前150年），春正月汉景帝废太子刘荣为临江王，太子母栗姬恚恨而死。夏4月乙巳，王夫人封为皇后。丁巳，七岁的胶东王刘彻以王皇后唯一的嫡子身份立为储君。

景帝中元二年（公元前148年）临江王刘荣“坐侵庙壖垣为宫”（侵占宗庙外空地扩建宫室而犯罪）入狱，不久自杀；九月，梁王刘武刺杀袁盎等十余人。

景帝后元三年（公元前141年），正月甲寅，太子行冠礼，甲子，孝景帝崩于未央宫。卒年48岁。景帝体弱多病，又好色，多内宠，故早逝。十六岁的刘彻即位。尊祖母前皇太后窦氏为太皇太后，皇后母王氏为皇太后。

武帝建元元年（公元前140年） 17岁 10月，以“建元”为年号。中国历史从此以年号纪元。帝王以年号纪元，创始于武帝。下诏举贤良方正直言极谏之士。诏丞相、御史、列侯、中二千石、二千石诸侯相举贤良方正直言敢谏之士。 举行皇帝大婚大典，册立陈阿娇为皇后（值得注意的是，刘彻幼名彘的说法和陈皇后小名阿娇的说法皆来自小说《汉武故事》，因为金屋藏娇的故事流传甚广，所以被很多人当成真实的历史）。2月，行三铢钱。夏4月行新政。诏立学校之官。5月，诏修雍之祠，开立乐府，乐曲入礼。赦吴楚七国奴输在官隶者。6月，以窦太后命，免丞相卫绾退老归。以窦婴为丞相，田蚡为太尉。赵绾为御史大夫。王臧为郎中令。欲推行新制及儒家政治。以桑弘羊为侍中，入宫主司财计，时年13岁。


武帝建元二年（公元前139年） 18岁 武帝于本年始，推行一系列新政。计其大事者：（1）令列侯归就国（2）除关传（3）以周礼为汉制（4）谪诸窦宗室毋节行者，除其属籍。冬10月，以窦太皇太后折阻新政，御史大夫赵绾请“诸政事毋奏东宫”（窦氏太皇太后所居地）。太皇太后闻之大怒，密访绾、臧阴过以让上。遂下狱，皆自杀。废明堂等诸议。王臧乃武帝为太子时师傅，与赵绾同受诗于鲁申公。申公免归。以太皇太后命，丞相窦婴、太尉田蚡免官。太皇太后乃以石建为郎中令，石庆为内史。3月，以许昌为丞相。至此，武帝建元新政皆废，此即“壬寅”年之政变也。纳卫子夫为夫人，升卫青为太中大夫。 任司马谈为太史丞，督建茂陵。淮南王刘安献《鸿烈》。田蚡与淮南王刘安暗中策划政变，未果。


武帝建元三年（公元前138年），19岁。春，河水溢于平原。大饥，人相食。帝入终南山射猎，自称“平阳侯”。践踏农田，民皆呼骂，如跋扈子。建上林苑，傍南山而西向，周袤三百里，设离宫七十所，苑中饲养百兽，供皇帝秋冬射猎。东方朔作赋谏之。罗致文士司马相如等。赐徙茂陵者户钱二十万田二顷。7月，闽越攻东瓯，告急于汉。9月，招选天下文学才智之士，待以不次之位。发布招募使月氏勇士榜文。郎官张骞应募出使西域。新建期门军，以卫青统帅之。


建元四年（公元前137年）20岁 南越王赵佗死，孙赵胡立。六月，大旱，有风赤如血。

建元五年（公元前136年）21岁 罢旧三铢钱，行新铸半两钱，欲统一币制。初置“五经博士”。表明武帝又决意再度推行重儒政策也。5月，大蝗。秋8月，广川王、诸河王薨，国除。

建元六年（公元前135年）22岁 彗星见。太皇太后病危。淮南王安以为“兵当大起”，私“治军械，积金粟”，欲乘天下有乱则起兵。5月丁亥，窦氏太皇太后崩，葬霸陵。6月，免周昌丞相，以田蚡为丞相。8月，闽越击南越，南越使书告武帝，武帝派大行王恢等将兵出豫章，大司农韩安国出会稽，击之。闽越人杀其王郢，汉兵还。淮南王上书反对武帝用兵平越。遣司马相如入蜀告谕宣民。任韩安国为御史大夫匈奴来请和亲，下廷议。王恢主战，韩安国主和亲。武帝乃同意和亲。

元光元年（公元前134年）23岁冬11月，初令郡国岁举孝、廉各一人。是为察举征辟制度之起源。夏4月，赦天下，赐民丧子者（无子者）爵一级。复七国宗室前绝属者。诏天下献书。5月，武帝诏举贤良、文学，亲策之。上亲策问以古今治道及天人关系，上书应对者百余人。董仲舒上对策三篇，史称“天人三策”。 秋，匈奴来请和亲。天子下其议。以卫尉李广为骁骑将军，屯云中；（面对单于王廷）以中尉程不识为车骑将军，屯雁门。（护卫长安）备边练兵。以司马谈为太史令。本年，乃汉武帝对内政外交作出一系列重大决策之年，史称“元光决策”。


元光二年（B133，戊申）24岁冬10月，行幸雍，亲祭社神，李少君献炼丹长寿之术。遣方士入海求神仙。方士之兴，是对天命之反制也。方士可祈禳灾异，延长人寿，故人主信之。春，诏问公卿曰：朕饰子女以配单于，金币文绣赂之甚厚。单于待命加慢，侵盗下已。边境被害，朕甚悯之。今欲举兵攻之，何如？大行王恢议宜击。夏6月，从大臣王恢之议，令五将军伏兵三十万于马邑，谋诱击匈奴，计泄未果。王恢失机沮兵，下狱死。自此与匈奴绝和亲。但亦帝未绝


元光三年（B132，已酉）25岁窦婴，田蚡争田业。春，黄河决口改道，注巨野，通淮泗，泛郡十六，从顿丘东南入海。武帝命汲黯，郑当时发卒十万塞之，5月辄复坏。